采用独特的方法生产极具挑战性的单件复杂铸件

　　位于威斯康星州马尼托瓦的艾克工业公司(Eck Industries Inc.，Mannitowoc, Wisconsin)近来成功地浇铸了极具挑战性的重达635 kg的单件铝合金铸件——线圈支座壳体。不仅仅是这个铸件设计复杂，要求严格，交货期也很紧迫，要求在10周内交货。客户和生产商设计团队之间的前期沟通对于推进这个项目很有意义。

　　图1 单件重达635 kg铝合金线圈支座壳体铸件

　　艾克的项目主管工程师丹ž霍弗特(Dan Hoefert)说。“如果要获得健全的铸件，不得不对设计进行一些修改。我们通过模拟软件优化了这个零件，对浇冒口进行了7、8次迭代模拟。”

　　客户强调了这个直径1.5米，高1.14米的铸件内部质量健全的重要性。当工程师最终完成了设计的时候，艾克公司研究了尽量降低这个单件铸件模具费用的问题。工艺设计包括选择分型面，尽可能降低拔模斜度。还有，需要采用14个芯子以实现复杂的几何形状(图2)。艾克公司选择采用高密度泡沫材料制作模具，这可以为客户节省10多万美元费用。

　　图2 壳体铸件的14个芯子采用高密度泡沫材料芯盒制作

　　采用多个冷铁以使铸件凝固均衡，并且降低半脆性的高密度泡沫模具的应力。采用内补缩冒口以保证铸件内环圈无缩松、缩孔缺陷，内冒口在随后的机加工过程中去除。当设计完成，模具制备好了以后，艾克公司开始准备熔炼862 kg铝合金熔液生产这个重635 kg的铸件。

　　“我们相信我们的工程师，相信我们对这个复杂铸件的模拟能力，”霍弗特说。“但是，你还是不得不期待着好的结果，因为在生产过程某一点上你是控制不了的。”

　　等这个大型铸件浇铸完成，冷却之后，去除浇冒口然后进行热处理。铸件通过着色渗透探伤检验合格之后，送往第3方进行机加工，最终在限定的紧迫时间期限内交付给客户。

　　“客户告诉我们他们对铸件非常满意，”霍弗特说。“生产像这样的单件铸件是极具挑战性的，因为要第一次就浇铸成功，有太多的工作要做。”